JPS59190374A - 酸化スケ−ルの溶解除去方法 - Google Patents

酸化スケ−ルの溶解除去方法

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JPS59190374A
JPS59190374A JP6444783A JP6444783A JPS59190374A JP S59190374 A JPS59190374 A JP S59190374A JP 6444783 A JP6444783 A JP 6444783A JP 6444783 A JP6444783 A JP 6444783A JP S59190374 A JPS59190374 A JP S59190374A
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JP
Japan
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oxide scale
scale
layer
dissolving
steam
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Pending
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JP6444783A
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English (en)
Inventor
Masatada Yamashita
正忠 山下
Yoshio Hamao
浜尾 良雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08Iron or steel
    • C23G1/088Iron or steel solutions containing organic acids

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸化スケールの溶解除去方法に関するもので
、詳しくは、クロム合金鋼に水蒸気が接触することによ
って発生した酸化スケールを除去する方法の改良に関す
るものである。
たとえば、スチームボイラの過熱器管や再熱器管などは
、主にCr−Mo鋼やSUS鋼などのクロム合金鋼で栴
成されており、これらの管の内面が過熱蒸気の接触によ
り酸化されると、第1図にみられるように、母材である
管1の同表面にクロl、リッチ(Crリッチ)で硬質に
してち密々剥離性の低い第1層2と、この第1層2に、
つづいてフェロリッチ(Fe ’)ソチ)で比較的ポー
ラスな剥離性の高い第2層3の、二層≠・らなる水蒸気
酸化スケールを形成する。
なおCr  IVIo鋼の場合、第1層2の中のCr含
有率はSUSの場合の第1層2に比べて、はるかに低い
したがって、スチームボイラにおいては、これらの付着
したスケールの剥離性の高い第2層3の全部または一部
が剥離し、過熱器管のUベント部に堆積して過熱器管が
オーバーヒートし、また剥離したスケールが飛散してタ
ービンエロージョンなどの障害をひきおこしている。
この水蒸気酸化スケールによる障害を防止する対策とし
ての従来のスケール除去方法には、化学洗浄法やブロー
イングアウト法などがある。
しかし、従来の化学洗浄法は、酸に難溶性のスピネル化
合物を形成しているので、これを化学的に溶解するには
、ふっ素などの種々の溶解促進剤を添加した溶解性の大
きい薬液を必要とする。したがって、大部分のスケール
を溶解することができるが、その反面、第1図の水蒸気
酸化スクールの第1層2(表面胸)、つ1す、剥離しが
たい性質のもので、溶解しないで残しておけば、角材で
ある管1の水蒸気酸化に対して保護効果があるものまで
、溶fiI4 L、ている可能性がある。すなわち、そ
の水蒸気酸化スケールの第1N2が溶解してし捷うと、
用角、化学洗浄を行なっても、以後の運転でまた剥離す
るおそれのある第2簾3のスケールが管1の内面に生成
するため、ブローイングアウトの併用が必要となる。ま
たブローインクアウトは、剥離しやすいスケールでも、
そのとき剥離しなかったものについては、除去できない
ため、一時的な対策としてしか利用できず、かつ、騒音
公害の原因にもなっている。
ガお第】図では、スチームボイラの過熱器管について例
示したが、たとえば、海水淡水化設備のブラインヒータ
などのように、伝熱管内に被加熱流体を通し、伝熱管外
からスチームで加熱する加熱器の場合も、第1図とは%
・】の内外関係が逆になるだけで、すなわち、伝熱管の
外表面に前述の第1N2が、さらにその外面に前述の第
2層3の水蒸気酸化スケールが生成するのて、ボイラの
場合と同様に、そのスケールを除去する必要がある。
」二連のような点から、本発明は、比較的マイルドな醗
である有機酸を用いて、剥離するおそれのある酸化スケ
ールのみを選択的に除去することができる酸化スケール
の溶解除去方法を提供することを目的とするものである
このため、本発明の禍成は、クロム合金鋼材料に水蒸気
が接かすることによって発生した酸化スケールを除去す
る方法において、廟機酸05〜10%と腐食抑制剤0.
3〜1.0%からなろ水溶液を50〜90℃に加温し、
この加温した水溶液を酸化スケールに接触させて熱的衝
撃に弱いフェロリッチの酸化スケールのみを溶解除去し
、クロムニッケル合金鋼の表面に密着している母材保護
性の高いクロノ、リッチの酸化スケールを溶解させない
ことを特徴としている。
以下、本発明の実施態様について、詳細に説明する。
まず、有機酸と腐食抑制剤からなる水溶液を用いて、第
1図に示したC r −iVI’、o−やSUS鋼々ど
のクロム合金鋼を母材とする管Jなとの材料の酸化スケ
ールを溶解除去する際に、有機酸の濃度および腐食抑制
剤の濃度を適切な範囲とし、′1.た水溶液の温度も適
切な範囲とし、水溶液の流速および洗浄時間を制御して
、5TJS鋼材料の水蒸勿酸化に対して保護性の高い第
1層2(剥離することがなく、厚さ150μm以上あれ
ば、第2層3の再生成を抑止する。)を溶解せずに、剥
離するおそれのあZr Cr−Mo鋼の第1層2および
第2層3とSUS鋼の第2層3のみを溶解除去するよう
にする。
そこで、本発明では、有kmとしては、くえん酸、くえ
ん酸モノアンモニウム、ぎ酸、ヒドロキシ酸M、しゆう
酸、エチレンジアミン4酢酬またはこのNa塩を用い、
これら各々を単−溶解捷たは混合溶解して使用する。ま
た有機酸の濃度については、有機酸と酸化鉄が当量的に
反応するのを利用して、推定溶出鉄濃度に見合った濃度
とする。通常は05〜10%がよい。ここで、有機酸の
濃度とは、水溶液中における濃度をいう。
つぎに、腐食抑制剤としては、吸着型腐食抑制剤に属す
る壱機硫黄化合物から検数されているものを用いる。そ
して、腐食抑制剤の濃度は、後述する理由で、0.3〜
10チがよい。ここで、腐食抑制剤の製度とは、一般に
市販され、ている有機系の吸着型腐食抑制剤(水溶液)
そのものをlO,0%として、水に溶月牛した1時の水
溶液中の濃度をいう。
洗浄時間については、水蒸気酸化スケールの性状および
溶解性からみて、溶解時間は、通常、6時間以上必要で
あり、スケール量が2007℃g/caを越えるときは
40時間程度かかる。
第2図は鉄の溶出の経時変化を示したもので、同図の曲
線aは二次過熱器管、曲線すは板形過熱器管についてで
ある。なおこのときの水溶液(溶解液)は、5%くえん
酸モノアンモニウムと0−3%腐食抑制剤の場合である
か、第2図の結果は、2%ヒドロキン酢酸と1%ぎ酸と
03チ腐食抑制剤の水溶液の場合でも、同等であった。
第3図は過熱器管(Cr−Mo部)内面スケール伺着量
と洗浄時間の関係を示したもので、このときの水溶液(
洗浄液)は、5%くえん酸モノアンモニウムと03%腐
食抑制剤の場合で、水溶液温度が80℃、流速が02■
形の場合である。
第4図は腐食抑制剤添加濃度と腐食率の関係を示したも
ので、該濃度が0.3%より少ない場合、SUS鋼では
第1図で示した第1層2(Crリッチスケール)の厚さ
が100μm以下となり、該濃度が0.3%以上の場合
は、それが200μmとなった。ただし、同図の曲線d
で明らかなように、該濃度が1.0%を越えても、腐食
率の変化があ捷りない。したがって、母材の腐食抑制と
SUS鋼のCr’)ソチスケールの保護との関係から1
〜で、腐食抑制剤の濃度は、0.3〜10%が最も適当
であった。
第5図は洗浄液の温度と水蒸気酸化スクールの溶解の関
係を示したもので、該温度が50℃未渦である同図のA
では、第1図の第2層3(Fe’)ソチスケール)が残
ったので、不適であり、寸だ該温度が90℃を越える同
図のCでは、SUS鋼で第1図の第1層2(Cr’Jッ
チスケール)が150μm以下と々す、これも不適当で
あった。そして該温度が50〜90℃の範囲の同図のB
では、SUS鋼の第1層2を溶解せずに、Cr−Mo鋼
の第1層2と第2層3とSUS鋼の第2層3のみを溶解
したので、とのBが最も適当な温度範囲であった。
第6図は洗浄液の流速と水蒸気酸化スケールの溶解の関
係を示したもので、同図のA、B。
Cば、第5図のA、B、Cと同じである。すなわち、流
速については、0.02〜0.2 rrI/fJ)カ最
も適当な範囲であった。
第2図ないし第6図の実験結果を考慮して実施した結果
を第1表に示す。
ただし、第1表では、溶解液(洗浄液)の有機酸濃度は
、第2図の場合と同じであり、洗浄時間は、いすわ7も
33時間である。
第  ]  表 第2図ないし第6図の実験結果と第1表から、洗浄最適
条件は、第2表のとおりである。
第2表 上記第2表は、最適条件を示したものであるが、本発明
では、有機酸濃度が05〜10%で、腐食抑制剤濃度が
0.3〜10%で、温度が50〜90℃である水溶液を
用いることが重要であって、好ましくは流速を002〜
0.2mβ少にするが、洗浄時間については、必要に応
じて、適宜変更してもよい。また、い甘までは、主とし
てCr −Mo鋼とSUS鋼を例にして述べたが、他の
合金鋼の酸化スケールについても、同様にして除去する
ことができる。さらに、流速については、必ずしも常に
一定速度で循環させる必要がなく、間欠的に行なっても
よいが、015m/秒程度にすることによって、洗浄中
に発生する88分(懸濁物質)の大部分をその流速で排
出が可能となる。
上述のように、本発明は、有機酸0.5〜10チと腐食
抑制剤0,3〜1.0%から々るマイルドな水溶液を用
い、これを50〜90℃に加温して、SUS ′JAお
よびCr−Mo鋼からなる母材に発生した酸化スケール
のうち、剥離しやすい酸化スケールのみを溶解除去し、
SUS鋼の表面に密着しているクロムリッチのスケール
を溶解でせ々い方法であるため、剥離しやすい有害なス
ケールは、ことごとく除去することができ、剥離しない
性質のもので母材保護に有効なものが残されるので、剥
離スケールによる障害の防止対策としては、これを10
年単位などの定期的な施行をすればよく、しかも、ブロ
ーイングアウトの必要がないため、騒音公害もないなど
、本発明の奏する効果は、きわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はCr−Mo鋼とSUS鋼水蒸水蒸気酸化スケー
ル係を示した断面図、第2図は鉄の溶出の経時変化を示
した曲線図、第3図はスクール付着量と洗浄時間の関係
を示した曲線図、第4図は腐食抑制剤添加濃度と腐食率
の関係を示した曲線図、第5図は洗浄液の温度とスクー
ルの溶解の関係を示(〜た説明図、第6図は洗浄液の流
速とスケールの溶解の関係を示した説明図である。 1争・・管、2s・・第1層、3・・・第2層。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社10 20 3
0 40 洗浄叫M(崎M) ス弊ルノ↑看量(mg/cm2) 脇食涌フ制刑;会力O漂度(%) 温度(’C) 0.02  0.1    0.2 iLt (m /す)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 クロム合金鋼材料に水蒸気が接触することによって
    発生した酸化スケールを除去する方法において、有機酸
    0.5〜10係と腐食抑制剤0.3〜10%からなる水
    溶液を50〜90℃に加温し、この加温した水溶液を酸
    化スクールに接触させて熱的衝撃に弱いフェロリッチの
    酸化スケールのみを溶解除去し、クロムニッケル合金鋼
    の表面に密着している母材保護性の高いクロムリッチの
    酸化スケールを溶解させないことを特徴とする、酸化ス
    ケールの溶解除去方法。
JP6444783A 1983-04-14 1983-04-14 酸化スケ−ルの溶解除去方法 Pending JPS59190374A (ja)

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